长牡蛎生长相关性状QTL定位与连锁不平衡研究

论文摘要

长牡蛎（Crassostrea gigas）是我国乃至世界上最重要的经济贝类之一。虽然传统选育工作已经被积极开展，但是，至今，我国长牡蛎的遗传基础仍然为野生型，未形成可用于生产的稳定品系。缺乏良种、单产低是我国长牡蛎养殖中急需解决的问题。随着分子生物学的飞速发展，分子标记辅助选择育种和传统选育相结合的育种策略将是更加高效的。在本文中，利用分子标记，开展了长牡蛎的遗传图谱构建，生长相关性状的QTL定位和连锁不平衡分析等研究，为长牡蛎的分子育种工作奠定研究基础。1.遗传图谱构建1)采用64个基因组微卫星，42个EST-SSRs和320个AFLP标记，基于一个F1全同胞家系，构建了长牡蛎的性别平均连锁图。共有426个标记分配到11个连锁群上，观测图谱总长为558.2cM，标记间的平均间隔为1.3cM，基因组覆盖率为94.7%，是目前为止密度最高的长牡蛎遗传图谱。18.8%的标记严重偏分离（P <0.05），其分布是非随机的，倾向于出现在部分遗传区域或者连锁群上。2)微卫星标记是可重复性良好、多态性丰富的共显性标记，在不同群体和实验室间具有良好的通用性，是一种构建整合图谱理想的锚定标记之一。为了提高长牡蛎遗传图谱上的微卫星标记密度，利用6个家系图谱的共有微卫星标记作为锚定标记，构建了长牡蛎的整合图谱。该整合图谱包含161个微卫星标记，覆盖10个连锁群，图谱长度和平均间距分别为615.4cM和3.8cM，各连锁群的标记数介于1024之间，连锁群长度为47.373.3cM，是目前密度最高的长牡蛎微卫星图谱。不同作图家系连锁群上的标记分组保持一致，但标记顺序出现差异，这可能与长牡蛎自然群体中存在广泛的染色体重排现象有关。2.生长相关性状的QTL定位基于长牡蛎的高密度性别平均图谱，对生长相关性状和性别进行了QTL分析。其中，大部分生长相关性状显著相关（P <0.01），经过主成分分析获得了四个主成分。QTL分析检测到3个与两个主成分显著相关的数量性状位点，解释的表型变异率为0.6%-13.9%。在连锁群6上检测到一个与性别相关的QTL，在C15这一位点上，父母本等位基因解释的性别变异率分别为39.8%和0.01%。3.连锁不平衡研究最近，在采用关联分析定位与重要经济性状相关的功能基因时，连锁不平衡（Linkage disequilibrium，LD）展现了良好的实用性，因此受到了巨大的关注。关联分析的可行性和高效性依赖于LD水平，它决定关联分析中所使用群体的标记数量和密度以及实验设计。在本研究中，我们首次调查了长牡蛎野生和选育群体的LD水平。在全基因组水平上，选取53个微卫星，分别分析了88个野生个体和96个选育个体。在野生群体中，没有检测到显著性线性标记间的关联，而在选育群体中发现了3个，显著的LD扩展到12.7cM，暗示了在选育群体中，强烈的人工选择可能是一个显著提高基因组LD水平的关键因素。野生和选育群体在LD上的差异表明，可以通过选择不同的关联分析群体，以合理的标记密度，较低的花费来开展长牡蛎的关联分析。而且，非共线性标记间的LD和稀有等位基因的频繁出现表明当定位牡蛎基因的时候，采用连锁分析和连锁不平衡分析相结合的策略将更为有效。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 第一节 常用 DNA 分子标记的种类及特点
• 1 概述
• 2 分类
• 2.1 限制性片段长度多态性
• 2.2 随机扩增多态性
• 2.3 微卫星标记
• 2.4 扩增片段长度多态性
• 2.5 单核苷酸多态性
• 2.6 表达序列标签
• 第二节 遗传连锁图谱的构建
• 1 连锁图谱构建原理
• 2 作图群体
• 2.1 亲本选配
• 2.2 分离群体类型
• 2.3 群体大小
• 3 作图标记
• 4 水产动物遗传图谱构建常用软件
• 5 多群体遗传连锁图谱的整合
• 6 遗传连锁图谱的应用
• 6.1 定位克隆
• 6.2 分子标记辅助育种
• 6.3 比较基因组作图
• 7 水产养殖动物的遗传图谱研究进展
• 第三节 QTL 定位
• 1 QTL 定位原理
• 2 QTL 定位的统计分析方法
• 2.1 单标记法
• 2.2 区间作图法
• 2.3 复合区间作图法
• 3 QTL 定位常用分析软件
• 4 水产养殖动物的 QTL 定位研究进展
• 5 QTL 定位的局限性
• 第四节 连锁不平衡分析
• 1 连锁不平衡概念
• 2 影响连锁不平衡的因素
• 3 连锁不平衡的应用
• 3.1 连锁不平衡作图
• 3.2 种群遗传学研究
• 4 连锁作图和连锁不平衡作图的整合
• 第五节 本研究的目标、研究内容与技术路线
• 1 研究目标
• 2 研究内容
• 2.1 长牡蛎遗传图谱构建
• 2.2 长牡蛎生长性状和性别相关 QTL 检测
• 2.3 长牡蛎连锁不平衡分析
• 3 技术路线
• 第二章 长牡蛎遗传图谱构建
• 第一节 长牡蛎 AFLP 和微卫星标记遗传图谱构建
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 构建牡蛎作图家系
• 1.1.1 作图家系
• 1.1.2 DNA 提取
• 1.2 微卫星标记分析
• 1.2.1 引物序列
• 1.2.2 微卫星 PCR 扩增
• 1.2.3 扩增产物检测
• 1.3 AFLP 标记分析
• 1.3.1 DNA 酶切
• 1.3.2 接头连接反应
• 1.3.3 预选择性扩增反应
• 1.3.4 选择性扩增反应
• 1.3.5 AFLP 扩增产物检测及数据收集
• 1.4 连锁图谱构建
• 1.4.1 家系分离模式的选择
• 1.4.2 基因型统计
• 1.4.3 连锁分析
• 1.5 图谱长度和覆盖率
• 2 结果
• 2.1 偏分离
• 2.2 连锁分析
• 3 讨论
• 3.1 偏分离
• 3.2 连锁图谱和基因组覆盖度
• 第二节 长牡蛎微卫星整合图谱构建
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 作图家系
• 1.2 微卫星标记
• 1.3 整合图谱构建
• 2 结果
• 2.1 各作图家系遗传图谱
• 2.2 微卫星标记
• 2.3 整合图谱
• 3 讨论
• 3.1 微卫星标记
• 3.2 整合图谱
• 第三章 长牡蛎生长相关性状 QTL 定位
• 0 引言
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 表型数据采集
• 1.3 表型评估
• 1.4 QTL 作图
• 2 结果
• 2.1 数量性状分析和二分类性状作图
• 2.2 雌雄个体生长差异分析
• 2.3 生长性状相关 QTL 定位
• 2.4 性别相关 QTL 定位
• 3 讨论
• 3.1 QTL 分析
• 3.2 性别决定
• 第四章 长牡蛎野生和选育群体连锁不平衡分析
• 0 引言
• 1 材料和方法
• 1.1 实验群体与 DNA 提取
• 1.1.1 实验群体
• 1.1.2 DNA 提取
• 1.2 微卫星标记分析
• 1.2.1 荧光标记
• 1.2.2 引物序列
• 1.2.3 PCR 扩增
• 1.2.4 毛细管电泳及数据收集
• 1.3 统计分析
• 1.4 连锁不平衡的计算
• 2 结果
• 2.1 种群多样性
• 2.2 连锁不平衡
• 3 讨论
• 3.1 种群多样性
• 3.2 连锁不平衡分析
• 总结
• 参考文献
• 学术成果
• 致谢
• 个人简历